大小工件 开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告一、基本信息学生姓名班级学号系名称专业毕业设计（论文）题目大小工件分选及传送装置控制系统设计指导教师二、开题意义课题的现状与发展趋势1、课题的现状：目前对于大小工件的分选普遍性的利用人工进行检测，但大批量生产对零部件百分之百检测过程中,给操作工人不仅带来繁重的体力劳动,而且造成工人的疲劳和注意力分散,导致质量判断的错误。对工件的传送有人工传送、传送带传送、机械手传送，但机械手传送应用不广泛。从装配工生产率上来看，手工装配工过程大多属于劳动密集型，生产率在很大程度上取决于装配过程对人的依赖性。其劳动量在产品制造总劳动量中占有相当高的比例。同时随着先进制造技术的应用，制造零部件劳动量的下降速度比装配劳动量下降速度快的多，如果没有新的措施，该比值还会提高。即使是发达国家，某些部门从事装配的工人人数也要占工人总人数的50%60%。据有关资料统计分析，一些典型产品的装配时间占总生产时间的53%左右，如果所有的装配都是工人控制的，则生产率指数，可能降低到40%左右，随着装配自动化水平的提高，生产率可上升到85%97%。但目前产品装配的平均自动化水平仅占10%15%。目前，对工件进行分选及传送的控制技术有PLC、单片机等。世界上公认的第一台PLC是1969年美国数字设备(DEC)研制的。20世纪80年代初，可编程控制器在先进的工业国家中已获得广泛应用。自从1974年美国Fairchild公司研制出第一台单片机F8后，迄今为止，单片机经历了由4位到单片机8位机再到16位机、32位机发展过程。2、课题的发展趋势传感器将代替人工的眼睛来检测工件的大小，机械臂及机械手将代替人和输送带来传送工件。针对本课题的控制技术目前有PLC和单片机。虽然单片机造价低、功能强、使用方便，可用来组成各种不同的规模应用系统，但由于其硬件和软件的支持能力有限，自身无调试能力，因此必须配备一定的开发系统，以此来排除应用系统（或称目标系统）样机中的硬件故障和软件错误，生成目标程序。当目标系统调试成功以后，还需要开发系统把目标程序固化到单片机内部或外部的EPROM芯片中。同时单片机编程起来相当难。可编程控制器由于抗干扰能力强，可靠性高，功能完善，性能价格比高，易学易用，操作简便，维护方便，改造容易，体积小，重量轻，能耗低。在工业控制领域得到越来越广泛应用。同时PLC对现场进行实时监控具有很高的可靠性。PLC与自动生产线在工业生产中应用越来越广泛,尤其是PLC具有强大的算术运算、定时、计数、逻辑控制、顺序控制、存储等功能。PLC更注重于工业应用，对于防干扰、设备接口、联网、模块化都有完善的技术支撑，使用更简单，成本高。 PLC可以控制大容量的触点，比如电机，灯光，变频器。近几年随着计算机技术、通信技术的飞速发展，PLC的功能也越来越强大。同时，随着科学技术的迅速发展，PLC以其可靠性极高，能经受环境恶劣的考验，使用极方便的特性，已迅速占领工业自控领域，成为工业自动控制的首选产品；随着技术的不断更新和改革，PLC也在不断的产生变化，逐渐向智能化发展，变化的原因主要是能更好的为现代社会服务。综上所述及相关资料的收集都证明PLC控制技术将广泛地应用于大小分选及传送装置。甚至有可能取代其他控制技术。课题的背景、意义；课题欲解决哪些方面问题1、课题的背景：随着工业自动化的发展，PLC与自动生产线在工业生产中应用越来越广泛，尤其是PLC具有强大的算术运算、定时、计数、逻辑控制、顺序控制、存储等功能。自动生产线是由工件传送系统和控制系统，将一组自动和辅助设备按照工艺顺序联结起来，自动完成产品全部或部分制造过程的生产系统。自动生产线的工件传送系统一般包括上下料装置、传送装置、组合加工和储料装置。在特定情况下需要采用执行机构完成不同工件的传送。主要描述自动生产线中的一个环节，通过自动分选装置分别将不同的工件输送到不同的生产线上。PLC与气动装置在自动分选与卸物的应用，可以借鉴为各种气动与控制系统设计的应用范例，同时作为液压与气动、自动化设计等课程的工程项目训练与教学的平台。 2、课题的意义：机械臂的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到上产工艺的要求，遵循一定的程序，时间，和位置来完成工件的传送。因为它大大的改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业的重视。用机械臂代替人工，提高生产率、提高产品质量、增加生产的连贯性、方便生产加工的控制、提高生产的可靠性、提高生产的安全性、减少废料及重复性工作3、课题欲解决的问题1）解决“大批量生产对零部件百分之百检测过程中,给操作工人不仅带来繁重的体力劳动,而且造成工人的疲劳和注意力分散,导致质量判断的错误”问题。2）解决“人工避免在高温、高压、粉尘、噪声的场合操作”问题3）降低投资成本，提高生产效率。4）开发物料搬运机械臂，采用日本三菱公司的FX2N系列PLC对机械臂的上下、前后，旋转进行控制，利用机械臂对大小工件进行分选和传送。利用PLC技术，结合相应的硬件装置，控制机械臂完成对流水线上的产品进行分检和传送。三、课题方案 课题内容运用PLC技术完成大小工件的分选及传送装置的控制系统设计。1总体要求：设计一个PLC控制的大小工件分类选择并传送到相应容器内的装置。2控制要求：机械臂在左上位置时为原点位置，机械臂在原位下降，吸取工件后上升，到上限位开始右行，根据吸取工件的大小，右行到相应位置下降，释放工件到相应容器内，机械臂再上升，左行到原位。如此循环往复。机械臂凭吸取工件时下限位开关接通与否判断工件的大小，机械臂下方的电磁铁得电吸取工件，失电释放工件。3操作要求：控制系统有3种控制方式：（1）手动控制方式：在正常工作前提下和保护措施下，开关打到手动工作方式，用相应的手动按钮实现机械手的上升、下降、左行、右行、吸取、释放动作。（2）单周期控制方式：机械臂在原点位置，按下起动按钮，机械臂开始下降、吸取工件、上升、右行到相应位置下降，释放工件，再上升，左行到原位，原位指示灯亮，为一个工作周期。如果在动作过程中按下停止按钮，机械臂停在该工序上，再按下起动按钮，则又从该工序继续工作，最后停在原位。（3）自动控制方式：机械臂在原位时按下起动按钮，机械臂就连续重复（多周期）进行工作，如果按下停止按钮，机械臂运行到原位后停止。课题研究（设计）思路、方法论述1、设计思路：实现“大小工件分选及传送控制”的方案:(1) 人工操作 缺点：成本高，效率低，环境受约束(如高温、高压、粉尘、噪声场合，同时因产品量大，人工易疲劳降低生产效率)(2) 单片机单片机技术含量高，使用灵活但是工作量很大的，对于抗干扰、模块化要求低，成本低廉，应用广泛。特别适合于开发消费电子、商业应用的电子、玩具、家电等等。单片机可以说就是一个芯片，基本是控制电子弱电方面(3) PLC 可编程控制器由于抗干扰能力强，可靠性高，功能完善，性能价格比高，易学易用，操作简便，维护方便，改造容易，体积小，重量轻，能耗低。在工业控制领域得到越来越广泛应用。同时PLC对现场进行实时监控具有很高的可靠性。PLC与自动生产线在工业生产中应用越来越广泛,尤其是PLC具有强大的算术运算、定时、计数、逻辑控制、顺序控制、存储等功能。PLC更注重于工业应用，对于防干扰、设备接口、联网、模块化都有完善的技术支撑，使用更简单，成本高。 PLC可以控制大容量的触点，比如电机，灯光，变频器 单片机便宜，灵活，但是编起来相当难，而且必须有会做pc电路板的人支持你 ，PLC价格贵，编程起来比较简单，也比较灵活， 外接设备时候比较通用直接可以买的综上所述：选择用PLC技术并结合机械臂来控制大小工件分选及传送。2、方法论述： （1）工艺要求运用PLC技术和机械臂来完成工艺要求，即运用传感器检测工件的高度来判断工件的大小，运用吸盘来吸取工件，运用机械臂来传送工件到相应的地方，运用行程开关来限制机械臂的动作。（2）安全方面 要控制机械臂正常运行，以确保人生安全及产品质量。课题预期目标（成果）运用PLC技术完成大小工件的分选及传送装置的控制系统设计。结合PLC运用三种控制方式(手动控制方式、单周期控制方式、自动控制方式)来控制机械臂控制对大小工件分选及传送。并能做出实际的设备。课题进度安排（时间阶段、阶段完成内容）13周: 检索与课题相关的材料，并完成开题报告：第一天：了解课题任务要求，完成 “课题的现状与发展趋势”和“课题内容”两栏内容第二天：完成“课题的背景、意义；课题欲解决哪些方面问题”一栏内容第三天：完成“课题研究（设计）思路、方法论述”和“课题预期目标（成果）”两栏内容第四天：完成“课题进度安排（时间阶段、阶段完成内容）”一栏内容并给老师检查第五天：上交开题报告14周：进行课题初步设计，完善初步设计，确定设计方案：第一天：进行课题初步设计第二天：完善初步设计第三天：确定设计方案，画出控制系统框图及流程图第四天：经老师检查并确定设计方案15周：进行程序的编制：第一天：列出该课题中的I/O清单第二天：初步设定程序第三天：和同组成员讨论，弄清硬件的连接，并画出硬件的连接图第四天：设计程序第五天：形成设计报告，讲解给老师听16周：根据设计方案设计相关控制系统控制程序及相关文字资料等：第一天：画出PLC电路图第二天、第三天